構(gòu)建空間探測(cè)計(jì)量保障體系
——“數(shù)據(jù)質(zhì)量”推動(dòng)航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)

李得天，張虎忠

（蘭州空間技術(shù)物理研究所 真空技術(shù)與物理國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730000）

宇宙空間資源已成為世界航天大國(guó)暗自蓄力的全新戰(zhàn)略陣地。中國(guó)航天已從快速“進(jìn)入太空”發(fā)展到全面“認(rèn)識(shí)太空”的全新階段，構(gòu)建空間探測(cè)計(jì)量保障體系，建立空間基準(zhǔn)、參考標(biāo)準(zhǔn)、比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)源和空間載荷的完整量傳溯源陣列，提升載荷品質(zhì)，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，拓展空間資源認(rèn)知能力，以“數(shù)據(jù)質(zhì)量”強(qiáng)航天，提升我國(guó)空間資源利用的國(guó)際主導(dǎo)力和話語(yǔ)權(quán)成為新的歷史使命。

中國(guó)航天正在從近地軌道走向更遠(yuǎn)的深空，即將開展一系列的空間科學(xué)探測(cè)活動(dòng)，包括空間天文、日球?qū)游锢?、月球探測(cè)、行星科學(xué)和空間地球科學(xué)等?？臻g氣體分子、揮發(fā)分、等離子體、光譜、塵埃、星際有機(jī)物、微波輻射、溫度、重力場(chǎng)、電磁場(chǎng)等探測(cè)對(duì)象如何測(cè)量？探測(cè)數(shù)據(jù)的“質(zhì)量”如何量化？成為空間探測(cè)過(guò)程中的重要命題。離開地球環(huán)境和地球時(shí)空坐標(biāo)系，空間計(jì)量活動(dòng)將回答這一問(wèn)題，確?？臻g探測(cè)“精確、穩(wěn)定、可靠”。

空間探測(cè)載荷的測(cè)量特性直接代表了儀器的先進(jìn)性和任務(wù)可達(dá)性?；诳臻g計(jì)量保障體系，可使測(cè)試計(jì)量活動(dòng)貫穿于探測(cè)載荷的整個(gè)生命周期，甚至于更長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用?？臻g探測(cè)載荷全周期測(cè)試計(jì)量活動(dòng)典型過(guò)程為，分析現(xiàn)有載荷的計(jì)量需求與測(cè)量特性，在要求的置信度范圍內(nèi)，客觀評(píng)價(jià)空間探測(cè)載荷測(cè)量數(shù)據(jù)的精度、不確定度、穩(wěn)定性等指標(biāo)，并將計(jì)量指標(biāo)賦予空間載荷，指導(dǎo)載荷系統(tǒng)和單機(jī)迭代優(yōu)化設(shè)計(jì)，如圖1所示。

圖1 空間探測(cè)載荷全周期測(cè)試計(jì)量活動(dòng)

空間計(jì)量保障體系是確?？臻g計(jì)量活動(dòng)可靠實(shí)施的基本框架，全面涵蓋專業(yè)技術(shù)、計(jì)量理論、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、溯源體系等要素，其技術(shù)內(nèi)涵可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：（1）建立以基準(zhǔn)衛(wèi)星、參考標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星、天基標(biāo)準(zhǔn)樣品（源）和探測(cè)衛(wèi)星為核心要素的量傳溯源鏈，建成空間在軌原位溯源體系；（2）建立科學(xué)探測(cè)載荷、空間參考標(biāo)準(zhǔn)、地面基準(zhǔn)之間的溯源關(guān)系，研究時(shí)空效應(yīng)和空間環(huán)境等效模擬技術(shù)，貫通地基溯源能力與空間標(biāo)準(zhǔn)量傳鏈；（3）分析載荷設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)修正、參數(shù)標(biāo)定等應(yīng)用情況，建立理論計(jì)算與空間測(cè)量之間的誤差評(píng)定辦法；（4）研究地面標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)、空間標(biāo)準(zhǔn)量傳鏈比對(duì)、天地等效修正等方法和標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步構(gòu)建統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)體系。最終，形成可確保空間探測(cè)活動(dòng)可靠準(zhǔn)確、地外空間物理單位統(tǒng)一的完整空間量傳溯源陣列。

構(gòu)建空間計(jì)量保障體系，從計(jì)量科學(xué)的角度，將拓展計(jì)量專業(yè)發(fā)展方向，夯實(shí)計(jì)量技術(shù)基礎(chǔ)，完善計(jì)量科學(xué)體系；從空間探測(cè)工程的角度，將全面提升空間領(lǐng)域計(jì)量保障能力和裝備質(zhì)量，補(bǔ)齊空間探測(cè)專業(yè)領(lǐng)域計(jì)量測(cè)試能力短板，增強(qiáng)空間探測(cè)效能和經(jīng)濟(jì)性。從人才隊(duì)伍建設(shè)的角度，將推動(dòng)空間計(jì)量人才培養(yǎng)，為航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)提升核心競(jìng)爭(zhēng)力。